本文就WCDMA R4版本核心网体系结构进行了介绍，详细分析了R4核心网分组域的演进，最后提出了分组域规划中网元设置、带宽计算的方法。
1、引言
目前3GPP已经定义了WCDMA R99、R4、R5、R6等多个版本，主流厂家的WCDMA R4产品已趋于成熟，并且引入了软交换的概念，目前国内各运营商WCDMA规划都是基于R4版本的。
2、R4核心网体系结构
核心网络由PS（Packet Switching）域和CS（Circuit Switching）域组成，CS域基本上采用电路交换方式。R4主要对CS域进行改造，把R99 MSC（Mobile Switch Center）分裂为MSC Server和媒体网关MGW（Media GateWay），引入了软交换的概念，实现控制与承载分离。
下面主要研究R4版本核心网分组域的规划，首先来看一下分组域在核心网中的位置，如图1所示，WCDMA R4核心网体系结构。
图1 WCDMA R4核心网网络架构
WCDMA R4核心网中主要网元：
（1）CS域：包括MSC服务器（MSC Server）、媒体网关（MGW）、GMSC服务器（GMSC Server）等。
（2）PS域：主要包括服务GPRS支持节点（SGSN）、网关GPRS支持节点（GGSN）等。
（3）CS域和PS域共有：归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AuC）等。
下面详细介绍分组域中的主要网元及接口：
SGSN：服务GPRS支持节点，SGSN提供核心网与无线接入系统BSS、RNS的连接，在核心网内，SGSN与GGSN/GMSC/HLR/EIR/SCP等均有接口。SGSN完成分组型数据业务的移动性管理、会话管理等，功能管理MS在移动网络内的移动和通信业务，并提供计费信息。
GGSN：网关GPRS支持节点，GGSN作为移动通信系统与其他公用数据网之间的接口，同时还具有查询位置信息的功能。如MS被呼时，数据先到GGSN，再由GGSN向HLR查询用户的当前位置信息，然后将呼叫转接到目前登记的SGSN中。GGSN也提供计费接口。
Gi接口：GGSN与Internet的接口，基于TCP/IP协议实现外部分组网络的互联功能，其内容为媒体流。
Gn接口：同一PLMN内两个GSN之间的信令接口，在此接口中采用了GPRS隧道协议GTP（GPRS Tunneling Protocol）。
Gs接口：SGSN和MSC Server之间的接口，采用基于No.7信令（使用无连接的SCCP，没有TCAP）的BSSAP+协议来完成信令互通的功能，SGSN向MSC Server发送移动用户的位置信息，同时接收MSC Server的寻呼请求。
Gr接口：SGSN与归属位置寄存器HLR之间的接口，SGSN通过此接口获取HLR中的用户信息，采用基于No.7信令系统中的MAP协议实现。
Iu-PS接口：SGSN与RNC之间的接口，用于传送会话管理信息和移动性管理信息。
3、核心网分组域的演进
核心网分组域在网络演进过程中保持了设备形态和设备功能的稳定性、延续性，提供了设备平滑演进的基础。未来无线数据业务的巨大发展潜力，要求分组域设备处理能力呈几何级翻番，处理能力将成为分组域设备平滑演进的关键。
R99/R4核心网分组域架构和GPRS保持一致，核心网分组域和接入网之间引入基于ATM承载的Iu-PS接口，如图2所示。
图2 核心网分组域的演进
移动核心网络分组域核心网络的演进比较平坦，短期内可实现GPRS与WCDMA分组核心网络的融合。
4、核心网分组域的建设模式
对于R4分组域核心网的演进一般有两种演进模式，如图3所示。
图3 分组域核心网演进的两种组网形态
4.1 合建模式
对现有GSM/GPRS网中的SGSN、GGSN，进行软、硬件升级改造，支持Iu-PS接口，并对GPRS网中的相关设备进行相应的软件升级。用一个设备同时提供2G/3G接口，同时为2G/3G用户提供业务。
优点：分组域网络统一，结构清晰；充分利用GPRS网络资源，节省网络投资；提高系统间数据切换成功率。
